超/特高压交流输电线路无线电干扰产生机理与激发函数研究

摘要

随着我国超/特高压交流输电线路的大力发展和输电电压等级的不断提高，输电线路的电晕效应问题已变得日渐突出，逐渐成为线路结构设计和导线选型的重要考虑因素之一。其中，无线电干扰作为电晕效应的重要组成部分，不仅会影响民用无线电设施，也可能对军用无线电台(站)造成干扰，是线路设计时的重要制约因素。论文从内在电晕脉冲放电机理和外在线路无线电干扰特征两个方面，对交流输电线路的无线电干扰问题进行了研究，所获得的主要结论具有一定的理论意义和工程价值，可以为我国超/特高压交流输电线路的无线电干扰预测和无线电干扰海拔修正提供技术依据。
　　首先，基于流体动力学模型，对标准大气压条件下空气间隙的同轴电极结构进行了正、负极性电晕放电特性研究，获得了负极性特里切尔脉冲和正极性电晕电流脉冲。讨论了电晕放电过程中，空间场强，电子和正、负离子密度的时空演化特性和正、负极电晕电流脉冲的重复机制，并对不同施加电压和不同相对空气密度条件下的电流脉冲特性进行了分析研究。
　　其次，利用高频电晕电流高压端测量系统，对缩尺导线的交流电晕脉冲进行了测量统计，获得了不同交流施加电压条件下的正、负半周电晕脉冲特性，统计分析了正、负半周电晕脉冲的平均幅值，脉冲个数等特征参数。利用无线电干扰电流测量系统，对不同施加电压条件下的电晕放电无线电干扰电流进行了测量分析。而后利用频域分析和数字信号处理方法，对高频电晕电流脉冲进行分析研究，揭示了电晕电流脉冲与无线电干扰电流之间的关系。
　　再次，利用大型电晕笼，对18种不同组合型式的分裂导线进行了大雨条件下的激发函数测量，系统研究了不同导线表面场强、子导线线径和导线分裂数对激发函数的影响规律，并通过多元回归方法获得了激发函数计算公式。而后结合激发函数公式与传输线理论，对交流输电线路产生的无线电干扰水平进行了计算，并与国内钟祥长期观测站数据和加拿大长期观测站数据进行了对比分析，验证了本文所提激发函数公式的有效性。
　　最后，利用可移动式电晕笼，对6种分裂导线进行了5个不同海拔点的激发函数测量研究，讨论了海拔高度对交流输电线路无线电干扰水平的影响，并提出了适用于海拔在4300m以下地区的交流输电线路无线电干扰海拔修正方法。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 电晕放电脉冲数值仿真研究

2.1 电晕放电数值模型

2.2 负极性电晕放电数值仿真

2.3 正极性电晕放电数值仿真

2.4 不同参数对电晕放电特性的影响

2.5 本章小结

3 交流电晕电流脉冲试验研究

3.1 交流电晕放电试验测量系统

3.2 时域测量结果及统计分析

3.3 电晕电流测量结果频域化分析及与频域测量结果对比

3.4 本章小结

4 基于电晕笼的交流分裂导线无线电干扰研究

4.1 特高压电晕笼及测量系统

4.2 人工降雨条件下的激发函数测量

4.3 激发函数长线路预测及长期实测对比

4.4 本章小结

5 不同海拔高度无线电干扰研究

5.1 海拔高度对激发函数影响的理论分析

5.2 高海拔电晕笼无线电干扰试验

5.3 人工降雨条件下不同海拔点的激发函数测量

5.4 海拔修正系数

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 全文工作总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录

附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目